Вопрос1

программное управление работой компьютера. Программное обеспечение компьютера.

Вы уже знаете, как широко используется ЭВМ. С их помощью можно печатать книги, делать чертежи и рисунки, можно создавать компьютерные справочники на любую тему, производить расчеты и даже беседовать с компьютером на определенную тему, если занести в его память базу знаний в соответствующей предметной области.

Сейчас речь пойдет еще об одном важном приложении компьютерной техники- об использовании ЭВМ для управления.

Н Винер предвидел, что использование ЭВМ для управления станет одним из важнейших их приложений, а для этого потребуется глубокий теоретический анализ самого процесса управления. Не случайно время появления кибернетики совпало с созданием первых ЭВМ.

С точки зрения кибернетики взаимодействие между управляющих и управляемым объектами рассматривается как информационный процесс. С этой позиции оказалось, что самые разнообразные процессы управления происходят сходным образом, подчиняются одним и тем же принципам. Обсудим, что же такое управление с кибернетической точки зрения.

Управление есть целенаправленное взаимодействие объектов, одним из которых являются управляющими, другие- управляемыми. Простейшая ситуация – два объекта, один- управляющий, второй управляемый. Например, человек и телевизор, хозяин и собака, светофор и автомобиль. В первом приближении, взаимодействие между такими объектами можно описать следующей схемой,

Управляющий объект

Управляемый объект

Управляющее

воздействие

В приведенных примерах управляющее воздействие производится в разной форме, человек нажимает клавишу или поворачивает ручку управления телевизором, хозяин голосом дает команду собаке.

С кибернетической точки зрения все варианты управляющих воздействий следует рассматривать как управляющую информацию, передаваемую в форме команд.

В примере с телевизором, через технические средства управления передаются кодами следующего типа, «включить- выключить» «увеличить или уменьшить громкость». В данном выше определении сказано, что управление есть целенаправленный процесс, то есть команды отдаются не случайным образом, а с вполне определенной целью. В простейшем случае цель может быть достигнута после выполнения одной команды. Для достижения более сложной цели бывает необходимо выполнить последовательность (серию) команд. Последовательность команд по управлению объектом, приводящая к заранее поставленной цели, называется алгоритмом управления.

В таком случае, объект управления можно назвать исполнителем управляющего алгоритма. Значит, в приведенных выше примерах телевизор, собака, автомобиль являются исполнителями управляющих алгоритмов, направленных на вполне конкретные цели (найти интересующую передачу, выполнить определенное задание хозяина, благополучно проехать перекресток).

Если внимательно обдумывать рассматриваемые примеры, то приходишь к выводу, что строго в соответствии со схемой работает только система светофор- автомобили. Светофор не глядя управляет движением машин, не обращая внимания на обстановку на перекрестке. Совсем иначе протекает процесс управления телевизором или собакой. Прежде, чем отдать очередную команду, человек смотрит на состояние объекта управления, на результат выполнения предыдущей команды. Если он не нашел нужную передачу на данном канале, то переключит телевизор на следующий канал, если собака не выполнила команду «лежать», хозяин повторит эту команду. Из этих примеров можно сделать вывод, что управляющий не только отдает команды, но и принимает информацию от объекта управления о его состоянии. Этот процесс называется обратной связью.

Обратная связь- это процесс передачи информации о состоянии объекта управления к управляющему.

У

Управляющий объект

Управляемый объект

правлению с обратной связью соответствует следующая схема.

управляющее

воздействие

обратная связь

В варианте управления без обратной связи алгоритм может представлять собой только однозначную (линейную) последовательность команд.

Вот пример работы светофора,

КРАСНЫЙ-ЖЕЛТЫЙ-ЗЕЛЕНЫЙ-ЖЕЛТЫЙ-КРАСНЫЙ-ЖЕЛТЫЙ-ЗЕЛЕНЫЙ и т.д.

Такой алгоритм называется линейный или последовательным.

При наличии обратной связи алгоритм может быть более гибким, допускающим ветвления и повторения.

При этом сам управляющий должен быть достаточно интеллектуальным для того, чтобы, получив информацию по обратной связи, проанализировать ее и принять решение о следующей команде. Во всех случаях, где управляющим является человек, это условие выполнено.

Если вместо светофора работает мент, то управление движением станет более рациональным. Регулировщик следит за скоплением машин на перекрестке, и дает «зеленую улицу» в том направлении, в котором это нужнее. Нередко из-за «безмозглого» управления светофора на дорогах возникают « пробки». И ту непременно приходит на помощь регулировщик.

Таким образом, при наличии обратной связи и «интеллектуального» управляющего, алгоритмы управления могут иметь сложную структуру, содержащую альтернативные команды (ветвления) и повторяющиеся команды (циклы).

Системы, в которых роль управляющего поручается компьютеру, называется автоматическими системами с программным управлением.

\для функционирования такой системы, во-первых, между ЭВМ и объектом управления должна быть обеспечена прямая и обратная связь, во-вторых, в память компьютера должна быть заложена программа управления (алгоритм, записанный на языке программирования). Поэтому такой способ управления называют программным управлением.

Билет 8

Вопрос 2

Основные логические операции. Логическое умножение, сложение отрицание

Логические операции ИЛИ (логическое сложение) (дизъюнкция).

Мама диктует вам сложное условие, если ты уберешь в комнате или вымоешь всю посуду после ужина, то пойдешь на дискотеку. Условие можно записать так, «убрал в комнате?» или «вымыл посуду?»

На каждый из двух простых вопросов можно ответить «да» и «нет». Решение принимается в зависимости от ответа на эти вопросы.

П

Убрал в комнате? Вымыл посуду? Пойдешь на дискотеку?

Нет (ложь). Нет (ложь). Нет (ложь).

Нет (ложь). Да (истина). Да (истина).

Да (истина). Нет (ложь). Да (истина).

Да (истина). Да (истина). Да (истина).

редставим с помощью таблицы все возможные варианты принятия решения.

Такую таблицу принято называть таблицей истинности. Из нее можно сделать вывод, что операция ИЛИ дает вам три различных варианта принятия положительного решения по вопросу, или убрать, или вымыть посуду, или сделать то и другое.

Принятие решения по этому сложному условию имеет следующий вид, если сложное условие истинно, то можно идти на дискотеку (в противном случае, очевидно, придется сидеть дома).

Логическая операция И (логическое умножение) (конъюнкция).

Вы пришли устраиваться на работу по объявлению, в котором оговаривается, что от вас требуется знание компьютера и стаж работы по специальности. Условие может быть сформулировано так, «имеете стаж работы?» И «знаете компьютер?». На каждый из двух простых вопросов можно ответить и «да» и «нет».

В

Имеете стаж работы? Знаете компьютер? Будете приняты на работу

Нет (ложь). Нет (ложь). Нет (ложь).

Нет (ложь). Да (истина). Нет (ложь).

Да (истина). Нет (ложь). Нет (ложь).

Да (истина). Да (истина). Да (истина).

озможные сочетания ответов для принятия решения,

Из таблицы можно сделать вывод, что операция И дает вам всего один вариант принятия положительного решения, наличие стажа работы и знание компьютера одновременно.

Принятие решения по этому сложному условию имеет все тот же стандартный вид, если условие истинно, то вы принимаетесь на работу (в противном случае, очевидно, не принимаетесь).

Следует заметить, что анализ сложного условия требует точности и понимания. Если уверенности в правильности вводов нет, то сложное условие всегда можно заменить последовательным анализом простых условий. Проиллюстрируем эту мысль на несложном «огородном» примере. Чтобы предупредить развитие болезней, помидоры и огурцы опрыскиваются бордосской жидкостью- смесь растворов медного купороса и извести. Главное условие при использование такой жидкости--раствор не должен быть кислотным. Проверяется это лакмусовой бумажкой. Тут возможны три варианта реакции, бумажка покраснела (кислотная реакция), посинела (щелочная) или не изменила цвет (нейтральная).

Возможны следующие варианты логической модели принятия решения.

Алгоритм поведения (вариант 1)

1. Смешать растворы.

2. Опустить в жидкость лакмусовую бумажку.

3. Если бумажка посинела или не изменила цвет,

То можно опрыскивать,

Иначе добавить извести

И повторить действия, начиная с пункта 2.

Конец алгоритма

Эта модель содержит условие, которое истинно во всех случаях, кроме одновременной ложности двух исходных выражений, бумажка не посинела и не сохранила цвет.

Логическое отрицание (инверсия)

Логическое отрицание (инверсия) дает истинное высказывание ложным и, наоборот, ложное—истинным.

Присоединение частицы «не» к высказыванию называется операцией логического отрицания.

Пусть А= «два умножить на два равно четырем» истинное высказывание, тогда высказывание F,образованное с помощью операции логического отрицания, «два умножить на два не равно четырем»-ложно.

Инверсию над логическим высказыванием А принято обозначить Ā. Образуем высказывание F, являющейся логическим отрицанием А.

F=Ā.

Истинности такого высказывания задается таблицей истинности функции логического отрицания.

A F=Ā

1. 1

1. 0

Истинности высказывания, образованного с помощью операции логического отрицания, можно легко определить с помощью таблицы истинности. Например, высказывание «два умножить на два не равно четырем» ложно (А=0), а полученное из него в результате логического отрицания высказывание «два умножить на два равно четырем» истинно (F=1).

Билет 9

Вопрос1

Файлы (тип, имя, местоположение). Работа с файлами.

Файл- это однородная по своему назначению совокупность информации, хранящаяся на диске и имеющая имя.

Правила образование имен файлов и объединения файлов в файловые системы зависят от конкретной операционной системы. Изложим эти правила на примере операционной системы MS –DOS 6.0.

Имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения имени (т. е. Типа файла). Собственно имя файла состойт из не более чем восьми символов. Нельзя употреблять знаки арифметических операций, пробела, отношений, пунктуации. В качестве имен файлов запрещены имена, являющиеся в MS-DOS именами устройств, например con, ipt1, ipt2. Расширение имени может состоять не более чем из трех символов, в том числе может отсутствовать. Если расширения есть, то от основного имени оно отделяется точкой, например ris. Bmp, mart. Txt, doc.doc. По имени файла можно судить о его назначении, так как для расширений установилось некоторое соглашение, фиксирующее для ОС тип обработки файлов. Расширение com или exe имеют файлы программ, преднозначеных для исполнения по вызову пользователя ; doc- файлы с документами, подготовленные в текстовом редакторе Microsoft World; bak–резервные копии; bas-файлы с текстами программ на языке Бейсик.

Список имен файлов, хранящихся на данном диске, находятся в каталоге (директорий) вместе со сведеньями о его типе, размере, времени создания. Емкость гибких магнитных дисков, а тем более жестких и компакт- дисков такова, что на одном диске может размещаться для хранения внушительное количество файлов. Поэтому работа с каталогом, имеющим линейную структуру, крайне неудобна при большом количестве файлов.

MS-DOS позволяет организовать имена файлов в несколько каталогов, помещая в один каталог имена файлов, объединенным каким- либо признаком. Имена каталогов записываются с использованием уже названных ограничений. Как правило, расширение имени для каталогов не используется. Каталог может содержать любое разумное число имен файлов; он также может содержать другие каталоги, называемые в этой ситуации подкаталогами и т.д. Так образуются иерархическая структура , «дерево» каталогов, «корнем» в котором является главный (корневой) каталог, «ветвями» – подкаталоги, «листьями» – имена файлов.